| 成果名称: | 华南沿海海雾的观测、机理和预报研究 |
| 完成单位: | 中国气象局广州热带海洋气象研究所、广东省茂名市气象局、广东省气象台 |
| 主要人员: | 黄辉军、黄健、刘春霞、万齐林、吕卫华、陈蓉、毛伟康、薛登智、袁金南、毕雪岩、詹国伟、杨永泉 |
| 介绍: | 海雾是冬春季华南沿海的重大海上灾害性天气之一。华南沿海的海雾发生的范围较小，持续时间较短，预报难度大。在很长一段时间内缺乏客观的海雾预报产品，只能靠预报员的主观经验。同时，由于在海上长期开展气象观测困难，观测资料匮乏，也直接影响到海雾机理与预报研究。在2006年-2016年期间，中国气象局广州热带海洋气象研究所（以下简称广州热带所）一直致力于"华南沿海海雾的观测、机理和预报"方面的研究，最终形成了该成果。该成果包括在海雾研究方面8个科研项目（包括国家自然科学基金1项，中国气象局项目1项，广东省科技厅项目3项，以及广东省气象局项目3项）的主要成果。该成果的主要创新点如下： （1）利用多种新的观测手段开展了海上及岸基的海雾观测，积累了大量针对海洋大气边界层和海雾的宝贵观测资料，为华南沿海海雾研究奠定了坚实的基础在海雾观测研究方面，2006年开始，广州热带所就开展了针对海雾的外场观测试验。2007年以来，利用在茂名建立的"博贺海洋气象科学试验基地"和国内首座海洋气象综合观测平台，开展了针对海雾大气边界层结构、微物理结构和海气通量特征等方面的观测研究。目前已经累积了10年的观测资料，资料的特点是连续性好，各类海气边界层要素比较完整，基本涵盖了观测时期典型的海雾过程。这些非常规的第一手观测资料，填补了南海海上海气通量、海面辐射等要素的观测的空白，为海雾研究奠定了坚实的基础，保证了海雾机理研究的先进性和数值预报技术研究需要的关键数据。 （2）加深了华南沿海海雾形成机理的认识，在国内外著名学术期刊上发表了研究论文主要基于"博贺海洋气象科学试验基地"及海洋气象综合观测平台的资料，以及再分析资料和卫星资料等，结合大气中尺度数值模式，开展了海雾的天气特征、微物理结构、近海面湍流热量交换和大气边界层结构等多方面的研究，取得了一批新的研究成果。在海雾机理与边界层结构研究方面，第一，提出了华南沿海暖平流雾过程（气温高于海温）与冷平流雾过程（气温低于海温）的形成机制有着明显的差异。冷平流雾发生发展的主要过程如下：首先，大气边界层低层出现稳定层结；其次，云量稀少，贴海面冷湿平流导致海面首先成雾；最后，雾顶长波辐射冷却因子主导海雾的发生发展。而暖平流雾发生发展的主要过程如下：首先，大气边界层低层出现稳定层结；其次，先有层积云或层云形成，层云下降成雾；最后，暖湿平流输送因子主导海雾的发生发展。第二，指出了暖平流雾中存在明显的分层湍流结构特征：在热力湍流分界面以上，以雾顶长波辐射冷却引起的热力湍流交换为主；而在分界面以下，则以风切变引起的动力湍流交换为主；热力湍流分界面既是海雾发生发展中重要的湍流分界面，又是海雾消散抬升为层云后的主要维持因子。第三，分析了两类平流雾的边界层结构与湍流特征。在近海面上冷平流雾主要是热力湍流；暖平流雾则主要为机械湍流。两种海雾的动量通量都很小；热量通量则有明显的差异：冷平流雾的感热通量和潜热通量的平均值是向上的，而暖平流雾中两者的平均值是向下的。以上成果在《Monthly weather review》和 《advances in atmospheric sciences》等国内外著名学术期刊上发表。 （3）研发了两套客观的海雾业务预报系统，预报效果较好，已经获得国家气象中心和广东省气象局等业务部门准入在机理研究的基础上，利用观测资料开展了基于中尺度数值模式的海雾预报技术研究，形成了两套海雾预报系统，均取得了较好的预报效果。一是广东沿海海雾预报系统，主要基于12km 水平分辨率的GRAPES中尺度数值模式，利用模式输出统计方法建立，目前已经在广东省气象局业务准入。二是华南沿海海雾预报系统，主要基于3km 水平分辨率的GRAPES中尺度数值模式，对模式的参数化方案进行了优化组合，直接利用低层液态水转化为能见度，目前已经在国家气象中心和广东省气象局业务准入。 存在的问题和改进意见： （1）海雾的生消机理方面，仍有许多问题需要深入开展研究。 （2）海雾的数值预报研究方面，仍存在很多需要进一步研究的地方。 （3）海雾的预报检验方面，也需要开展相应的进一步的研究。 |
| 批准登记号: | 粤科成登（2）字【2017】0138 |
| 登记日期: | 2017-05-15 |
| 研究起止时间: | 2006.01 至2015.05 |
| 所属行业: | |
| 所属高新技术类别: | |
| 评价单位名称: | 中国气象学会热带与海洋气象学委员会 |
| 评价日期: | 2017.04.11 |
